Un equipo de investigación presenta detalles de diseño y tecnología de un satélite espacial impulsado por energía solar

Un equipo de investigación presenta detalles de diseño y tecnología de un satélite espacial impulsado por energía solar

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(a) Sistema de verificación en tierra y demostración en exteriores OMEGA-SSPS, y (b) prototipo del Sistema de verificación en tierra y demostración en exteriores OMEGA-SSPS. SE: energía solar; TX: antena transmisora; RX: antena receptora. Crédito: Baoyan Duan et al.

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(a) Sistema de verificación en tierra y demostración en exteriores OMEGA-SSPS, y (b) prototipo del Sistema de verificación en tierra y demostración en exteriores OMEGA-SSPS. SE: energía solar; TX: antena transmisora; RX: antena receptora. Crédito: Baoyan Duan et al.

Un satélite espacial impulsado por energía solar (SSPS) es un formidable sistema de energía que recolecta y convierte energía solar en energía eléctrica en el espacio, luego transmite la energía eléctrica a la Tierra, naves espaciales u objetivos en movimiento a través de microondas. Se considera una de las formas más efectivas de resolver el problema de la crisis energética.

En 2022, un equipo de investigadores de la Universidad de Xidian en China completó un sistema completo de demostración y verificación en tierra de enlace completo para un SSPS, denominado Proyecto Sun-Chasing. Su estudio, publicado recientemente en Ingenieríapresenta el concepto de diseño de OMEGA 2.0 SSPS, las tecnologías clave asociadas y el desarrollo de un sistema de demostración y verificación en tierra para OMEGA 2.0.

En esta investigación, se abordaron, probaron y verificaron varias tecnologías clave de SSPS, incluida la recolección de energía solar de alta eficiencia y la conversión fotoeléctrica, la conversión de microondas, la transmisión de energía inalámbrica por microondas, la optimización de la formación de haces, la medición y el control precisos de la orientación del haz de microondas y las microondas. recepción y rectificación, diseño inteligente de estructuras mecánicas, etc.

En el marco del proyecto Sun-Chasing, la energía solar recogida por concentradores de corona esféricos se convierte y se transmite de forma inalámbrica a través de microondas a una distancia de 55 m. Más de 2 kW de potencia de microondas se transmiten desde una red activa circular con un diámetro de 1,2 m, y el 87,3% de la cual es captada por una rectina con un diámetro de 5,2 m.

El equipo dijo: “El sistema de verificación en tierra del SSPS puede imitar los vínculos clave de un SSPS real en el espacio, como el seguimiento del sol, la conversión fotoeléctrica, la transmisión y gestión de alto voltaje y gran potencia, así como estructuras mecánicas inteligentes. »

Este avance en el diseño del sistema de verificación del terreno del SSPS tiene un potencial significativo para avanzar en el desarrollo de un futuro SSPS. Tiene la capacidad de seguir el sol, concentrar la energía solar recolectada, convertir la energía solar en corriente continua (CC), transmitir energía a una antena a través de microondas y convertir la energía de microondas en energía CC, lo que significa que puede simular el funcionamiento completo. proceso de un SSPS real en el espacio.

Por tanto, esta investigación podría allanar el camino para el desarrollo de SSPS en el futuro. Una de las tecnologías clave del trabajo, la tecnología de transmisión de energía inalámbrica por microondas, puede tener una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, en un futuro próximo, se espera que los satélites estén equipados con conjuntos rectificadores plegables en lugar de estos voluminosos paneles solares. Una antena transmisora ​​podría servir como batería eléctrica para cargar satélites equipados con redes rectificadoras.

Más información:
Baoyan Duan et al, Sobre la innovación, el diseño, la construcción y los experimentos del prototipo SSPS basado en OMEGA: el proyecto Sun Chasing, Ingeniería (2023). DOI: 10.1016/j.eng.2023.11.007

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